JPH11282303A - 定着器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抵抗発熱体のパターンをローラ本体の内周面
または外周面に沿って有する定着用加熱ローラを備えた
定着器において、パターンとローラ本体との絶縁状態を
確保すること。 【解決手段】 パターン５の給電部５ａは絶縁膜材１７
の端縁１７ｅから所定量Ｓの間隔を開けて配設され、給
電部５ｂも反対側の端縁１７ｅから所定量Ｓの間隔を開
けて配設され、ローラ本体内周面への配設時にローラ本
体側に配設される端縁１７ｃからは所定量Ｔの間隔を開
けて給電部５ａ，５ｂ及び発熱部５ｅが配設される。こ
のため、上記所定量Ｔ，Ｓをそれぞれ４mm以上に設定
し、ローラ本体に丸めて収納すれば、給電部５ａ，５ｂ
間に２００Ｖの一次電圧を印加した場合にも、パターン
５が絶縁膜材１７の端縁１７ｃ，１７ｄ，１７ｅを介し
て漏電することはない。すなわち、パターン５とローラ
本体との間の絶縁性が確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、用紙等の被記録媒
体に記録材を付着して画像を形成する画像形成装置等に
用いられ、上記被記録媒体に付着した記録材を定着する
定着器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、用紙，フィルム等の被記録媒
体にトナー，インク等の記録材を付着して画像を形成す
る画像形成手段を備えた画像形成装置が知られている。
この種の画像形成装置では、その多くが、上記画像形成
手段によって被記録媒体に付着された記録材を定着する
定着器を備えている。この種の定着器としては、被記録
媒体に付着した記録材を加熱する定着用加熱ローラと、
その定着用加熱ローラの外周面に被記録媒体を押圧する
押圧ローラとを備えたものがある。このように構成され
た定着器では、画像形成後の被記録媒体を定着用加熱ロ
ーラ及び押圧ローラで挟みながら搬送して、記録材を被
記録媒体ごと加熱・加圧し、その記録材を被記録媒体に
定着することができる。

【０００３】また、定着用加熱ローラの構成としては、
従来、内部にハロゲンランプを内蔵して、そのハロゲン
ランプが発生した熱をローラ表面まで伝導させることに
よって定着用加熱ローラ全体を昇温させる構成が考えら
れていた。ところが、このような定着用加熱ローラのハ
ロゲンランプは、通常、ローラの回転軸近傍に配設され
るので、熱効率が悪く、ハロゲンランプに通電を開始し
てから定着用加熱ローラの表面が定着に適した温度に昇
温するまで、長い時間を必要としていた。

【０００４】そこで、近年、定着用加熱ローラには、熱
効率を高め、昇温速度を向上するために種々の検討がな
されている。例えば、円筒状に形成されたローラ本体
と、そのローラ本体の内周面に沿って配設される絶縁膜
材と、その絶縁膜材の内面側に形成され、通電に応じて
発熱する抵抗発熱体のパターンと、上記絶縁膜材の内面
側に、上記抵抗発熱体のパターンの端部に接続されたパ
ターンとして形成され、上記抵抗発熱体のパターンに給
電を行う導電性の給電部と、を備えた定着用加熱ローラ
の構成が考えられる。この場合、ローラ本体は熱伝導性
のよい金属等で構成される場合が多いが、抵抗発熱体の
パターンとローラ本体とは絶縁膜材によって絶縁され
る。そこで、給電部から抵抗発熱体のパターンに給電を
行って発熱させれば、ローラ本体の内周面のすぐ近くか
ら熱が伝導され、熱効率及び昇温速度を良好に向上させ
ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この場合、パターンに
は一次電圧等のようなできるだけ高い電圧を印加し、昇
温速度を一層向上させることが望まれる。しかしなが
ら、上記パターンは絶縁膜材の厚さのみを隔ててローラ
本体の内面に近接配置されるため、絶縁対策が充分に施
されていないと、パターンに高い電圧を印加したとき、
絶縁膜材の端縁等を介してローラ本体に電流が流れ、漏
電、短絡、絶縁破壊等を生じる可能性があった。する
と、感電の危険が生じたり、電気的ノイズが発生した
り、部品が変形，損傷を受けたりする。そこで、本発明
は、抵抗発熱体のパターンをローラ本体の内周面または
外周面に沿って有する定着用加熱ローラを備えた定着器
において、パターンとローラ本体との絶縁状態を簡単な
構成で充分に確保することを目的としてなされた。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達するためになされた請求項１記載の発明は、被記録
媒体に付着した記録材を加熱する定着用加熱ローラと、
該定着用加熱ローラの外周面に上記被記録媒体を押圧す
る押圧ローラとを備え、上記被記録媒体を上記定着用加
熱ローラ及び押圧ローラで挟みながら搬送して上記被記
録媒体に付着した記録材を定着する定着器であって、上
記定着用加熱ローラが、円筒状に形成されたローラ本体
と、該ローラ本体の内周面に沿って配設される絶縁膜材
と、該絶縁膜材の内面側に形成され、通電に応じて発熱
する抵抗発熱体のパターンと、上記絶縁膜材の内面側
に、上記抵抗発熱体のパターンの端部に接続されたパタ
ーンとして形成され、上記抵抗発熱体のパターンに給電
を行う導電性の給電部と、を備えると共に、上記給電部
から上記絶縁膜材の隣接する端縁に至る距離が、上記給
電部と上記ローラ本体との間に必要とされる絶縁状態を
確保できる距離に設定されたことを特徴としている。

【０００７】このように構成された本発明では、給電部
から抵抗発熱体のパターンに給電を行うことにより、そ
のパターンを発熱させ、定着用加熱ローラを迅速に昇温
させることができる。また、その定着用加熱ローラのロ
ーラ本体と上記パターンとの間に配設される絶縁膜材で
は、上記給電部からその絶縁膜材の隣接する端縁に至る
距離が、上記給電部と上記ローラ本体との間に必要とさ
れる絶縁状態を確保できる距離に設定されている。この
ため、本発明では、給電部とローラ本体との絶縁状態を
良好に確保することができる。また、給電部は抵抗発熱
体のパターンの端部に接続されているので、抵抗発熱体
のパターンは給電部よりも上記端縁から離れており、そ
のパターンが上記端縁を介して漏電することもない。

【０００８】このため、本発明では、パターンとローラ
本体との絶縁状態を良好に確保することができる。従っ
て、漏電、短絡、絶縁破壊を未然に防ぎ、安全にかつ安
定して画像を定着することができる。また、本発明で
は、給電部から絶縁膜材の端縁に至る距離を上記のよう
に設定しただけの簡単な構成によって上記絶縁状態を確
保することができるので、装置の構成を簡略化すると共
に、その製造コストを良好に低減することができる。

【０００９】更に、本発明では、絶縁膜材及びパターン
をローラ本体の内周面に沿って配設しているが、このよ
うな構成を採用した場合、樹脂による被覆等によって上
記絶縁状態を確保するのは非常に困難である。これに対
して、本発明では、上記のような簡単な構成によって絶
縁状態を確保することができるので、外周面に沿って配
設した場合に比べて、上記構成の簡略化に関わる効果が
一層顕著に現れる。

【００１０】請求項２記載の発明は、被記録媒体に付着
した記録材を加熱する定着用加熱ローラと、該定着用加
熱ローラの外周面に上記被記録媒体を押圧する押圧ロー
ラとを備え、上記被記録媒体を上記定着用加熱ローラ及
び押圧ローラで挟みながら搬送して上記被記録媒体に付
着した記録材を定着する定着器であって、上記定着用加
熱ローラが、円筒状に形成されたローラ本体と、該ロー
ラ本体の外周面に沿って配設される絶縁膜材と、該絶縁
膜材の外面側に形成され、通電に応じて発熱する抵抗発
熱体のパターンと、上記絶縁膜材の外面側に、上記抵抗
発熱体のパターンの端部に接続されたパターンとして形
成され、上記抵抗発熱体のパターンに給電を行う導電性
の給電部と、を備えると共に、上記給電部から上記絶縁
膜材の隣接する端縁に至る距離が、上記給電部と上記ロ
ーラ本体との間に必要とされる絶縁状態を確保できる距
離に設定されたことを特徴としている。

【００１１】本発明でも、請求項１記載の発明と同様
に、給電部から抵抗発熱体のパターンに給電を行うこと
により、そのパターンを発熱させ、定着用加熱ローラを
迅速に昇温させることができる。また、その定着用加熱
ローラのローラ本体と上記パターンとの間に配設される
絶縁膜材では、上記給電部からその絶縁膜材の隣接する
端縁に至る距離が、上記給電部と上記ローラ本体との間
に必要とされる絶縁状態を確保できる距離に設定されて
いる。このため、本発明でも、給電部とローラ本体との
絶縁状態を良好に確保することができる。また、給電部
は抵抗発熱体のパターンの端部に接続されているので、
抵抗発熱体のパターンは給電部よりも上記端縁から離れ
ており、そのパターンから上記端縁を介して漏電等を生
じることもない。

【００１２】このため、本発明では、パターンとローラ
本体との絶縁状態を良好に確保することができる。従っ
て、漏電、短絡、絶縁破壊を未然に防止して、安全にか
つ安定して画像を定着することができる。また、本発明
でも、給電部から絶縁膜材の端縁に至る距離を上記のよ
うに設定しただけの簡単な構成によって上記絶縁状態を
確保することができるので、装置の構成を簡略化すると
共に、その製造コストを良好に低減することができる。

【００１３】更に、本発明では、絶縁膜材及びパターン
をローラ本体の外周面に沿って配設しているので、絶縁
膜材及びパターンをローラ本体の内周面に沿って配設す
る場合に比べて、それらの配設がより簡単にできる一方
で、このような構成を採用した場合、表面全体の絶縁と
耐磨耗性を確保する要請が生じる。これは、定着用加熱
ローラの表面に作業者が触れて感電するのを防止すると
共に、磨耗によりパターンが損傷を受けるのを防止する
ためである。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の構成に加え、上記ローラ本体に固定され、上記給
電部に接触して上記給電部に給電を行う給電部材を更に
備え、該給電部材から上記絶縁膜材の上記端縁に至る距
離が、上記給電部材と上記ローラ本体との間に必要とさ
れる絶縁状態を確保できる距離に設定されたことを特徴
としている。

【００１５】本発明では、ローラ本体に固定された給電
部材を介して上記給電部に給電を行うことができるの
で、画像形成装置本体側の電極の形状等、設計の自由度
を向上させると共に、安定した給電を行うことができ
る。また、給電部材から絶縁膜材の上記端縁に至る距離
は、給電部材とローラ本体との間に必要とされる絶縁状
態を確保できる距離に設定されているので、請求項１ま
たは２記載の発明と同様に、漏電、短絡、絶縁破壊を未
然に防止し、安全にかつ安定して画像を定着することが
できる。すなわち、本発明では、請求項１または２記載
の発明の効果に加えて、画像形成装置本体側の設計の自
由度を一層向上させると共に、一層安定した給電を行う
ことができるといった効果が生じる。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の構成に加え、上記給電部が上記抵抗発熱
体のパターンの端部に沿って周方向に伸びる帯状のパタ
ーンであることを特徴としている。本発明では、給電部
が抵抗発熱体のパターンの端部に沿って周方向に伸びる
帯状のパターンで構成されているので、画像形成装置本
体に固定された電極等から直接給電することができる。
また、請求項３記載のように給電部材を介して給電を行
う場合は、その給電を一層確実に実行して安定した給電
を行うことが、構成を複雑化することなく達成できる。

【００１７】従って、本発明では、請求項１〜３のいず
れかに記載の発明の効果に加えて、画像形成装置の全体
としての構成を一層簡略化し、その製造コストを一層良
好に低減すると共に、一層安定した給電を行うことがで
きるといった効果が生じる。請求項５記載の発明は、請
求項１〜４のいずれかに記載の構成に加え、上記絶縁膜
材が、上記配設時に周方向の両端部が２重に重なり合う
と共に、該重なり合いによりローラ本体側に配設される
上記絶縁膜材端縁から上記給電部及び上記抵抗発熱体の
パターンに至る距離が、上記給電部及び上記抵抗発熱体
のパターンと上記ローラ本体との間に必要とされる絶縁
状態を確保できる距離に設定されたことを特徴としてい
る。

【００１８】本発明では、絶縁膜材をローラ本体の内周
面または外周面に沿って配設したとき、その絶縁膜材の
両端部が２重に重なり合い、更に、その重なり合いによ
りローラ本体側に配設される絶縁膜材端縁から給電部及
び抵抗発熱体のパターンに至る距離が、給電部及び抵抗
発熱体のパターンとローラ本体との間に必要とされる絶
縁状態を確保できる距離に設定されている。このため、
本発明では、給電部及び抵抗発熱体のパターンから上記
ローラ本体側に配設される絶縁膜材端縁を介して漏電等
を生じるのも、前述のように簡単な構成によって良好に
防止することができる。

【００１９】従って、本発明では、請求項１〜４記載の
発明の効果に加えて、パターンとローラ本体との絶縁状
態を一層良好に確保すると共に、一層構成を簡略化する
ことができるといった効果が生じる。よって、漏電、短
絡、絶縁破壊を未然防止して、一層安全にかつ安定して
画像を定着することができると共に、製造コストも一層
良好に低減することができる。

【００２０】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれかに記載の構成に加え、上記距離がいずれも４mm以
上であることを特徴としている。上記距離をいずれも４
mm以上としたとき、パターンに２００Ｖの電圧を印加し
ても絶縁状態を確保することができる（ＵＬ規格）。こ
のため、本発明では、世界中のどの国においてパターン
に一次電圧を印加しても、漏電、短絡、絶縁破壊を未然
に防止して、一層安全かつ安定して画像を定着すること
ができる。また、パターンに一次電圧を印加する場合、
定着用加熱ローラの昇温速度を良好に向上させると共
に、その通電に関わる構成を簡略化することができる。

【００２１】従って、本発明では、請求項１〜５のいず
れかに記載の発明の効果に加えて、定着用加熱ローラの
昇温速度を一層良好に向上させると共に、その通電に関
わる構成を一層簡略化して製造コストを一層低減するこ
とが、世界各国において実現できるといった効果が生じ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図１は、本発明の定着器を用いて構成
された電子写真方式のプリンタＰ（画像形成装置に相
当）の構成を表す断面図である。このプリンタＰは、レ
ーザによる露光を行うレーザプリンタである。先ず、図
１に基づいてこのプリンタＰの構成を簡単に説明する。

【００２３】このプリンタＰは、被記録媒体としての用
紙が積載収納された給紙カセット部Ａと、一枚ずつ用紙
を吸入可能な手差し給紙部Ｂと、給紙カセット部Ａもし
くは手差し給紙部Ｂから吸入した用紙を搬送する用紙搬
送部Ｃと、ドラム型電子写真感光体，帯電器，現像器，
除電器等を備え、搬送された用紙に記録材としてのトナ
ーを付着して画像を形成する電子写真プロセス部Ｄ（画
像形成手段に相当）と、帯電された上記感光体に、画像
データに従って変調されたレーザビームを走査して露光
し、上記感光体に静電潜像を形成するレーザビームスキ
ャナＳ（露光器）と、定着用加熱ローラ，押圧ローラ等
を備え、用紙に付着したトナーを熱によって定着する熱
定着部Ｅと、トナーの定着された用紙を本体上部の受け
皿に搬送する用紙排出部Ｆとを、本体筐体Ｇ内に収めて
なる。

【００２４】図２は、熱定着部Ｅに配置された定着器５
１の構成を表す断面図である。定着器５１は、用紙に付
着したトナーを加熱する定着用加熱ローラ（以下、単に
加熱ローラという）１と、金属軸５３ａの回りに耐熱性
のシリコンゴム等を設けて構成され、加熱ローラ１の外
周面に用紙を押圧する押圧ローラ５３と、装置外部に用
紙を排出する排出ローラ５５，５７と、用紙を所定の位
置に案内する用紙ガイド５９，６１と、加熱ローラ１及
び押圧ローラ５３を覆うカバー６３等を備えている。本
発明の特徴的な構成を備えた加熱ローラ１は、この定着
器５１において、トナーを用紙に定着させるための熱を
提供すると共に、押圧ローラ５３との間に用紙を挟んで
排出ローラ５５，５７方向へ搬送する役割をも担ってい
る。

【００２５】次に、加熱ローラ１について詳しく説明す
る。図３は、定着器５１を加熱ローラ１の回転軸に沿っ
て切断した構成を表す断面図であり、図４は、加熱ロー
ラ１の図３における左端近傍の構成を表す拡大断面図で
ある。この加熱ローラ１は、アルミニウムで構成された
中空円筒状のローラ本体３を備え、そのローラ本体３の
内周面には、通電に応じて発熱する抵抗発熱体のパター
ン５を備えた発熱体シート７と、弾性材料としてのシリ
コンスポンジによって構成されたスポンジチューブ９と
が順次配設されている。また、ローラ本体３の外周面に
は、両端近傍に一対の軸受１１が嵌合固定され、更に、
その一方（図３における右側）の外側には、平歯車１３
が嵌合固定されている。

【００２６】ここで、一対の軸受１１は耐熱性に優れた
ＰＰＳ（ポリ・フェニレン・サルファイド）にカーボン
を分散させることで導電性に構成され、押圧ローラ５３
の金属軸５３ａと共に、耐熱樹脂フレーム６７によって
回転自在に支承されている。ローラ本体３は軸受１１を
介して接地され、押圧ローラ５３は金属軸５３ａを介し
て接地される。このため、帯電したトナー等が加熱ロー
ラ１または押圧ローラ５３に付着するのを防止すると共
に、ノイズの発生等を防止することができる。

【００２７】また、平歯車１３には図示しない駆動系か
ら回転力が伝達され、これによって、ローラ本体３を回
転させて用紙を搬送することができる。更に、ローラ本
体３の外周面の、押圧ローラ５３に圧接する部分には、
耐熱性及び離型性に優れたフッ素樹脂によるコーティン
グ３ａ（図４参照）が施されている。

【００２８】次に、図５は発熱体シート７の構成を表す
平面図である。発熱体シート７は、３ＫＶ耐圧の絶縁性
を有するポリイミド製フィルム１７ａ，１７ｂ（図４参
照）を２枚重ねて構成された絶縁膜材１７を備えてお
り、その表面にステンレス鋼（ＳＵＳ）の薄膜を貼着し
てエッチング処理を施すことによってパターン５が形成
されている。図５に示すように、絶縁膜材１７は長方形
のシート状に構成され、その長辺はローラ本体３と同じ
長さを、短辺はローラ本体３の内周の長さより所定量Ｔ
（例えば４mm）だけ長い長さを、それぞれ有している。
このため、絶縁膜材１７を短辺方向（以下、周方向とい
う）に丸めてローラ本体３に収納すれば、ローラ本体３
の内周面全面に渡って、周方向に上記所定量Ｔの重なり
を持って配設することができる。

【００２９】パターン５は、絶縁膜材１７の長辺方向
（以下、軸方向という）両端に略長方形の給電部５ａ，
５ｂを有している。この給電部５ａ，５ｂは、絶縁膜材
１７のローラ本体３への収納時には外側に配設される端
縁１７ｃから上記所定量Ｔ離れた位置から、内側に配設
される端縁１７ｄから上記所定量Ｔより若干大きく離れ
た位置に渡って帯状に形成され、絶縁膜材１７の軸方向
両端側の端縁１７ｅからはそれぞれ所定量Ｓ（例えば４
mm）の間隔を開けて形成されている。また、各給電部５
ａ，５ｂの幅（軸方向の長さ）は、平歯車１３が配設さ
れる側の給電部５ｂの方が給電部５ａより広く形成され
ている。そして、給電部５ａ，５ｂの間には、軸方向に
伸びる多数の帯状部分５ｃと、各帯状部分５ｃの隣接す
る端部の間に形成された折り返し部分５ｄとを連接して
なる多数の蛇行パターンで蛇行して、抵抗発熱体のパタ
ーンとして形成された発熱部５ｅが設けられている。

【００３０】また、発熱部５ｅは、全体として、押圧ロ
ーラ５３の圧接部分よりも若干長い軸方向の長さを有
し、絶縁膜材１７の端縁１７ｃと上記所定量Ｔ離れた位
置から端縁１７ｄのすぐ近くに至る周方向の長さを有し
て形成されている。更に、発熱部５ｅの表面には、絶縁
膜材１７との間に発熱部５ｅを挟み、給電部５ａ，５ｂ
を露出させるようにもう一枚のポリイミド製フィルム１
９が重ねられてローラ本体３内に収納される。

【００３１】ここで、発熱部５ｅを構成する蛇行パター
ンは、周方向に４列、軸方向に１０列のブロックに分か
れており、各部でパターンの太さが異なっている。軸方
向両端に配設された８ブロックの蛇行パターン５ｆは最
も細く構成され、中央近傍の６列×４列の蛇行パターン
５ｇの１．４倍の発熱量を有するように構成されてい
る。次に給電部５ｂ側から２列目の蛇行パターン５ｈ
が、その次に給電部５ａ側から２列目の蛇行パターン５
ｉが、それぞれ蛇行パターン５ｇよりも細く構成されて
いる。更に、蛇行パターン５ｇ〜５ｉでは、端縁１７ｄ
近傍のパターン５ｊが、いずれも蛇行パターン５ｆと同
様の太さに構成されている。

【００３２】このように構成された発熱体シート７で
は、その発熱体シート７を前述のようにローラ本体３に
収納すれば、発熱部５ｅは、軸方向には押圧ローラ５３
との対向部分全体に渡って、周方向にはローラ本体３の
略全周に渡って配設される。また、絶縁膜材１７の２重
に重なり合う部分の内側、及びローラ本体３の両端近傍
には、細くて発熱量の大きいパターン５ｆ，５ｈ，５
ｉ，５ｊが配設される。

【００３３】発熱体シート７はパターン５を内側にして
ローラ本体３に収納されるので、パターン５とローラ本
体３との絶縁性は絶縁膜材１７によって確保される（後
に詳述）。また、発熱部５ｅの抵抗値は給電部５ａ，５
ｂの抵抗値よりも遙かに大きいので、給電部５ａ，５ｂ
間に通電を行えば発熱部５ｅが発熱する。発熱体シート
７はスポンジチューブ９によってローラ本体３の内周面
に圧接され、また、ローラ本体３も良好な熱伝導性を有
するので、発熱部５ｅが発生した熱は押圧ローラ５３と
の間に挟まれた用紙に均一にかつ良好に伝達される。そ
こで、加熱ローラ１では、次の構成により給電部５ａ，
５ｂ間に交流電流を通電している。

【００３４】図３，図４に戻って、ローラ本体３の両端
には絶縁材料からなる一対の電極ホルダ２１が嵌合され
る。この電極ホルダ２１は、ローラ本体３の端縁に係合
して埋まり込みを防止する鍔部２１ａを有しており、ロ
ーラ本体３に対して回転したり自然に抜け落ちたりしな
いように、絶縁膜材１７の内側にはめ込まれる。なお、
絶縁膜材１７は、通常、製造工程を簡略化すると共に空
気等の侵入を防止するため、ローラ本体３内に丸めて挿
入するだけとしているが、ローラ本体３の内周面に接着
してもよい。電極ホルダ２１はリン青銅製の電極プレー
ト２３をローラ本体３の直径方向に支持しており、電極
プレート２３の両端２３ａは、ローラ本体３の内側方向
にそれぞれ屈曲している。そして、その両端２３ａの先
端部２３ｂ（図４）は、ローラ本体３の外側方向にその
内周面と平行に屈曲して、給電部５ａ（または５ｂ）に
接触している。なお、各給電プレート２３の先端部２３
ｂは、給電部５ａまたは５ｂの互いに１８０°変位した
位置に接触する。

【００３５】各給電プレート２３の外側端面は、電極ホ
ルダ２１ｂの内周面に形成された爪２１ｂ等によって支
持されると共に中心近傍が電極ホルダ２１の外側に露出
しており、その中心近傍には円柱状の銀電極７１がそれ
ぞれ当接している。各銀電極７１は、リン青銅等の帯材
をコの字型に曲げて構成された支持板７３を介してカバ
ー６３にそれぞれ固定され、一対の支持板７３の間には
交流電源７５（一次電圧）が接続されている。なお、一
方の支持板７３と交流電源７５との間には、サーモスタ
ット７７が介在し、加熱ローラ１の異常発熱を防止して
いる。

【００３６】すなわち、加熱ローラ１の温度は、ローラ
本体３の外周面に図示しないサーミスタを当接させ、そ
の検出信号に基づき支持板７３への通電量を制御するこ
とによって所定温度に調整される。ところが、制御系に
異常が生じた場合等には加熱ローラ１の温度が異常に上
昇することがある。そこで、定着器５１ではカバー６３
にサーモスタット７７を設け、加熱ローラ１の温度が異
常に上昇したとき、交流電源７５から上記一方の支持板
７３に至る通電経路を強制的に遮断している。なお、カ
バー６３は、例えばＰＥＴ（ポリ・エチレン・テレフタ
レート）等の充分な耐熱性を有する樹脂によって構成さ
れている。

【００３７】このように構成された加熱ローラ１では、
図４に示すように、パターン５の給電部５ａは絶縁膜材
１７の端縁１７ｅから上記所定量Ｓの間隔を開けて配設
される。また、給電部５ｂも反対側の端縁１７ｅから上
記所定量Ｓの間隔を開けて配設され、発熱部５ｅは両側
の端縁１７ｅから上記所定量Ｓよりも大きい間隔を開け
て配設される。更に、ローラ本体３内への配設時に２重
に重なり合う絶縁膜材１７の端縁１７ｃ，１７ｄの内、
ローラ本体３側に配設される端縁１７ｃからは、上記所
定量Ｔの間隔を開けて給電部５ａ，５ｂ及び発熱部５ｅ
が配設される。

【００３８】このため、上記所定量Ｔ，Ｓをそれぞれ４
mm以上に設定すれば、一次電圧として２００Ｖの商用電
源の電圧を印加した場合にも、パターン５が絶縁膜材１
７の端縁１７ｃ，１７ｄ，１７ｅを介して漏電すること
はない。すなわち、パターン５とローラ本体３との間の
絶縁性が充分に確保される。また、電極ホルダ２１を絶
縁材料で構成すると共にその電極ホルダ２１の外周にも
絶縁膜材１７を配設したので、ローラ本体３と電極プレ
ート２３との間の絶縁性も確保される。従って、定着器
５１では、パターン５の漏電等に起因するノイズの発生
や画像の乱れを抑制しつつ、安全にかつ安定して画像を
定着することができ、しかも、パターン５に一次電圧を
印加して昇温速度を良好に向上させることができる。

【００３９】また、定着器５１では、加熱ローラ１のパ
ターン５から絶縁膜材１７の端縁１７ｃ，１７ｄ，１７
ｅに至る距離を上記のように設定しただけの簡単な構成
によって上記絶縁状態を確保することができるので、装
置の構成を簡略化すると共に、その製造コストを良好に
低減することができる。更に、加熱ローラ１では、絶縁
膜材１７及びパターン５をローラ本体３の内周面に沿っ
て配設しているが、このような構成を採用した場合、樹
脂による被覆等によって上記絶縁状態を確保するのは非
常に困難である。これに対して、加熱ローラ１では、上
記のような簡単な構成によって絶縁状態を確保すること
ができるので、上記構成の簡略化に関わる効果が一層顕
著に現れる。また更に、前述のようにパターン５に一次
電圧を印加する場合、その通電に関わる構成を一層簡略
化して製造コストを一層低減することができる。

【００４０】また、加熱ローラ１では、前述のようにロ
ーラ本体３の内周面側にパターン５を配設しているの
で、そのパターン５の磨耗や切断を招くことがなく、き
わめて良好な耐久性が得られる。更に、加熱ローラ１で
は、スポンジチューブ９によって発熱体シート７をロー
ラ本体３の内周面に圧接しているので、加熱ローラ１の
外周面を一層均一に、かつ、一層効率よく加熱すること
ができる。

【００４１】また、絶縁膜材１７が２重に重なり合う部
分では発熱部５ｅとローラ本体３との間隔が開いて熱効
率が低下し、加熱ローラ１の両端近傍でも放熱量が大き
いため熱効率が低下し、特に平歯車１３が配設される側
の端部では放熱量が大きくなる。そこで、加熱ローラ１
では、その熱効率の差を、蛇行パターン５ｇと蛇行パタ
ーン５ｆ，５ｈ，５ｉ，５ｊとの発熱量の差で補償して
いる。更に、発熱体シート７が発生した熱はローラ本体
３を介して用紙及びトナーに伝導されるので、加熱ロー
ラ１の表面の温度分布を一層均一化することができる。
従って、加熱ローラ１では、加熱ローラ１の外周面にお
ける温度むらの発生を周方向にも軸方向にも良好に抑制
でき、用紙に付着したトナーを均一に定着することがで
きる。

【００４２】また、加熱ローラ１では、上記２重に重な
り合う両端部を除いた絶縁膜材１７の内面側に、ローラ
本体３の両端部に沿って周方向に伸びる帯状の給電部５
ａ，５ｂを設けている。このため、発熱体シート７のロ
ーラ本体３への装着時には、給電部５ａ，５ｂの内周面
が、共にきわめて円筒面に近い形状となる。定着器５１
では、その部分に電極プレート２３を接触させて給電を
行っているので、簡単な構成にして、きわめて安定した
給電を行うことができる。従って、定着器５１及びそれ
を備えたプリンタＰでは、装置の構成及び製造工程を一
層簡略化して製造コストを一層低減すると共に、装置の
信頼性を一層向上させることができる。

【００４３】なお、本発明は上記各実施の形態になんら
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の形態で実施することができる。例えば、ロー
ラ本体３に固定されて給電部５ａ，５ｂに給電を行う給
電部材としては、電極プレート２３以外にも種々の構成
が考えられる。

【００４４】例えば、図６に示す加熱ローラ１０１のよ
うに、給電部５ａ，５ｂ（図６では給電部５ａのみを図
示）の内側に略円環状の導電性のリング２９を嵌合し、
そのリング２９の内周面に電極プレート２３の先端部２
３ｂを接触させてもよい。この場合、電極プレート２３
及びリング２９が給電部材に相当し、両者を介して給電
部５ａ，５ｂに給電がなされる。この場合、リング２９
と先端部２３ｂとの接触が安定化し、更に、給電部５
ａ，５ｂを帯状に構成したことにより一層安定した給電
を行うことができる。なお、リング２９は、図６に示す
ように軸方向外側の端面が解放しており、軸方向内側の
端面には熱膨張した空気を排出するための空気孔２９ａ
が形成されている。

【００４５】また、これらの給電部材がパターン５より
も軸方向外側にはみ出す場合は、給電部材とローラ本体
３との絶縁性も考慮する必要がある。例えば、図７に示
す加熱ローラ２０１のように、電極プレート２３の先端
部２３ｂが給電部５ａ（及び５ｂ）よりも外側にはみ出
す場合は、その先端部２３ｂと絶縁膜材１７の端縁１７
ｅとの間隔が上記所定量Ｓとなるようにすることが望ま
しい。こうすることによって、前述のようにノイズの発
生や画像の乱れを抑制しつつ、安全にかつ安定して画像
を定着することが確実にできる。なお、加熱ローラ２０
１は、給電部５ａ（及び５ｂ）と先端部２３ｂとの位置
関係に関わる構成を除いて、前述の加熱ローラ１と同様
に構成されている。

【００４６】同様に、図８に示す加熱ローラ３０１のよ
うに、リング２９が給電部５ａ（及び５ｂ）よりも外側
にはみ出す場合は、そのリング２９と絶縁膜材１７の端
縁１７ｅとの間隔が上記所定量Ｓとなるようにすること
が望ましい。こうすることによって、充分な絶縁性が確
保され、漏電、短絡、絶縁破壊等を確実に防止して、安
全にかつ安定して画像を定着することが確実にできる。
なお、加熱ローラ３０１は、給電部５ａ（及び５ｂ）と
リング２９との位置関係に関わる構成を除いて、前述の
加熱ローラ１０１と同様に構成されている。

【００４７】また、電極ホルダ２１が充分な絶縁性を有
していない場合は、図８に例示するように、端縁１７ｅ
から電極プレート２３へ至る最短距離Ｒも上記絶縁性が
確保できる距離（例えば４mm以上）に設定することが望
ましい。こうすることによって、漏電、短絡、絶縁破壊
を未然に防止して、安全にかつ安定して画像を定着する
ことが確実にできる。

【００４８】更に、加熱ローラ１では給電部５ａ，５ｂ
が円筒面に沿った帯状に構成されるので、ローラ本体３
に固定された給電部材（電極プレート２３，リング２９
等）を用いることなく、プリンタＰの本体側（例えばカ
バー６３）に固定された導電性のブラシ等を給電部５
ａ，５ｂに直接接触させて給電を行ってもよい。但し、
給電部材を介して給電部５ａ，５ｂに給電を行った場
合、プリンタＰ本体側の設計の自由度を一層向上させる
と共に、一層安定した給電を行うことができる。また、
リング２９等の給電部材を用いた場合は、給電部５ａ，
５ｂが帯状でなくてもよい。また、逆に、給電部材を用
いない場合は、プリンタＰの全体としての構成を一層簡
略化し、その製造コストを一層良好に低減することがで
きる。

【００４９】また更に、発熱体シート７はローラ本体３
の外周面に沿って配設してもよく、この場合も上記実施
の形態と同様の作用・効果が生じる。なお、このよう
に、発熱体シート７をローラ本体３の外周面に沿って配
設する場合、前述の実施の形態に比べてその配設作業が
一層容易になる一方で、このような構成を採用した場
合、表面全体の絶縁と耐磨耗性を確保する要請が生じ
る。これは、定着用加熱ローラ１の表面に作業者が触れ
て感電するのを防止すると共に、磨耗によりパターン５
が損傷を受けるのを防止するためである。

【００５０】更に、上記各実施の形態では、所定量Ｔ，
Ｓを４mmに設定する場合を例に説明したが、一次電圧と
しての商用電源の電圧が１００Ｖである場合は、所定量
Ｔ，Ｓを２mmとしても同様の効果が生じる。但し、所定
量Ｔ，Ｓを４mm以上に設定すれば、世界中のどの国にお
いてプリンタＰを使用した場合にも同様の効果が生じ
る。また、本発明は、前述のプリンタＰに限らず、コピ
ー機，ファクシミリ等の種々の画像形成装置にも適用す
ることができる。また、本発明は、電子写真方式の画像
形成装置以外にも適用することができ、例えば、常温で
は固体のインクを溶融して噴射することで画像を形成す
るホットメルトインクジェット方式の画像形成装置等に
も適用できる。また、上記実施の形態では、絶縁膜材１
７を、ポリイミド製フィルム１７ａ，１７ｂを２枚重ね
て構成しているが、ポリイミド製フィルム１７ａが充分
な絶縁性を有していれば、ポリイミド製フィルム１７ｂ
は省略することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用されたプリンタの構成を表す断
面図である。

【図２】 そのプリンタの定着器の構成を表す断面図で
ある。

【図３】 その定着器を加熱ローラの回転軸に沿って切
断した断面図である。

【図４】 その加熱ローラの端部近傍の構成を表す拡大
断面図である。

【図５】 その加熱ローラの発熱体シートの構成を表す
平面図である。

【図６】 加熱ローラの変形例の構成を表す拡大断面図
である。

【図７】 加熱ローラの他の変形例の構成を表す拡大断
面図である。

【図８】 加熱ローラの更に他の変形例の構成を表す拡
大断面図である。

【符号の説明】

１…定着用加熱ローラ ３…ローラ本体
５…パターン ５ａ，５ｂ…給電部 ５ｅ…発熱部
７…発熱体シート ９…スポンジチューブ １７…絶縁膜材
２３…電極プレート ２９…リング ５１…定着器
５３…押圧ローラ ７５…交流電源 Ｄ…電子写真プロセス部
Ｅ…熱定着部 Ｆ…用紙排出部 Ｐ…プリンタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被記録媒体に付着した記録材を加熱する
   定着用加熱ローラと、該定着用加熱ローラの外周面に上
   記被記録媒体を押圧する押圧ローラとを備え、上記被記
   録媒体を上記定着用加熱ローラ及び押圧ローラで挟みな
   がら搬送して上記被記録媒体に付着した記録材を定着す
   る定着器であって、 上記定着用加熱ローラが、 円筒状に形成されたローラ本体と、 該ローラ本体の内周面に沿って配設される絶縁膜材と、 該絶縁膜材の内面側に形成され、通電に応じて発熱する
   抵抗発熱体のパターンと、 上記絶縁膜材の内面側に、上記抵抗発熱体のパターンの
   端部に接続されたパターンとして形成され、上記抵抗発
   熱体のパターンに給電を行う導電性の給電部と、 を備えると共に、上記給電部から上記絶縁膜材の隣接す
   る端縁に至る距離が、上記給電部と上記ローラ本体との
   間に必要とされる絶縁状態を確保できる距離に設定され
   たことを特徴とする定着器。
2. 【請求項２】 被記録媒体に付着した記録材を加熱する
   定着用加熱ローラと、該定着用加熱ローラの外周面に上
   記被記録媒体を押圧する押圧ローラとを備え、上記被記
   録媒体を上記定着用加熱ローラ及び押圧ローラで挟みな
   がら搬送して上記被記録媒体に付着した記録材を定着す
   る定着器であって、 上記定着用加熱ローラが、 円筒状に形成されたローラ本体と、 該ローラ本体の外周面に沿って配設される絶縁膜材と、 該絶縁膜材の外面側に形成され、通電に応じて発熱する
   抵抗発熱体のパターンと、 上記絶縁膜材の外面側に、上記抵抗発熱体のパターンの
   端部に接続されたパターンとして形成され、上記抵抗発
   熱体のパターンに給電を行う導電性の給電部と、 を備えると共に、上記給電部から上記絶縁膜材の隣接す
   る端縁に至る距離が、上記給電部と上記ローラ本体との
   間に必要とされる絶縁状態を確保できる距離に設定され
   たことを特徴とする定着器。
3. 【請求項３】 上記ローラ本体に固定され、上記給電部
   に接触して上記給電部に給電を行う給電部材を更に備
   え、 該給電部材から上記絶縁膜材の上記端縁に至る距離が、
   上記給電部材と上記ローラ本体との間に必要とされる絶
   縁状態を確保できる距離に設定されたことを特徴とする
   請求項１または２記載の定着器。
4. 【請求項４】 上記給電部が上記抵抗発熱体のパターン
   の端部に沿って周方向に伸びる帯状のパターンであるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着
   器。
5. 【請求項５】 上記絶縁膜材が、上記配設時に周方向の
   両端部が２重に重なり合うと共に、 該重なり合いによりローラ本体側に配設される上記絶縁
   膜材端縁から上記給電部及び上記抵抗発熱体のパターン
   に至る距離が、上記給電部及び上記抵抗発熱体のパター
   ンと上記ローラ本体との間に必要とされる絶縁状態を確
   保できる距離に設定されたことを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれかに記載の定着器。
6. 【請求項６】 上記距離がいずれも４mm以上であること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の定着器。